【正文】 ’e’’’線中間某點(diǎn)e’’，為液壓支架降到此高度時(shí)掩護(hù)梁與頂梁的鉸點(diǎn)（液壓支架由高到低變化時(shí)，頂梁前端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為近似雙紐線，中間這一點(diǎn)的位置直接影響頂梁前端活動(dòng)軌跡的形狀、變化寬度等）。圖55 幾何作圖法設(shè)計(jì)四連桿機(jī)構(gòu)個(gè)位置相關(guān)尺寸P1=14176。 P2=20176。Q1=60176。 Q2=30176。G=2400mm A=1400mm H1=2787mm H2= 1270mm11) 以O(shè)點(diǎn)為圓心，Oa（1270mm）為半徑作弧。12) 以e’’為圓心，掩護(hù)梁長(zhǎng)ae’（即G得長(zhǎng)度為2400mm）為半徑作弧，交與前面圓弧上一點(diǎn)a’，此點(diǎn)為液壓支架降到中間某一位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。13) 以e’’’為圓心，掩護(hù)梁長(zhǎng)ae’為半徑作弧，交與最前面圓弧上一點(diǎn)a’’，此點(diǎn)為支架降到最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與后連桿的鉸點(diǎn)。14) 連接e’’a’、e’’’a’’，并以a’點(diǎn)位圓心，ab長(zhǎng)為半徑作圓弧，交a’’e’’’上于b’點(diǎn)；以a’’點(diǎn)位圓心，ab長(zhǎng)為半徑作弧，交與a’’e’’’上于鉸點(diǎn)。15) 連接a’O、a’’O，為液壓支架降到中間某一位置和最低位置時(shí)后連桿的位置。16) 分別作bb’和b’b’’的垂直平分線，其交點(diǎn)c即為前連桿下鉸點(diǎn)，bc為前連桿長(zhǎng)度（作圖后測(cè)得長(zhǎng)度為1796mm）。17）過(guò)c點(diǎn)向HH作垂線，交與點(diǎn)d，則線段Oa、ab、bc、cd和dO為液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)（cd長(zhǎng)度為290mm）。 頂梁長(zhǎng)度的計(jì)算 頂梁長(zhǎng)度計(jì)算的有關(guān)因素工作方式對(duì)支架頂梁長(zhǎng)度的影響支架的工作方式對(duì)頂梁長(zhǎng)度影響很大，如圖56所示的工作方式：600圖56 支架工作方式比較從圖56可以看出先移架后推溜的方式（又稱及時(shí)防護(hù)措施）要求有較大長(zhǎng)度；先推溜后移架的方式（有稱滯后支護(hù)方式）要求頂梁長(zhǎng)度較短。這是因?yàn)椴捎孟纫萍芎笸埔频姆绞綍r(shí)支架要超前輸送機(jī)一個(gè)步距，以便采煤機(jī)過(guò)后，支架能及時(shí)前移，支控新暴露的頂板，做到及時(shí)支護(hù)。所以前一個(gè)要比后一個(gè)步距多一個(gè)（一般為600毫米）。設(shè)計(jì)中采用及時(shí)支護(hù)方式。設(shè)備配套尺寸與支架頂梁長(zhǎng)度有直接關(guān)系，為了防止采煤機(jī)想內(nèi)部?jī)A斜時(shí)，采煤機(jī)滾筒不截割頂梁，同時(shí)考慮到采煤機(jī)截割時(shí)不一定把煤壁割成一個(gè)垂直面，所以我在設(shè)計(jì)時(shí)頂梁前端距煤壁最小距離為300毫米，這個(gè)距離叫做空頂距。另外在輸送機(jī)鏟煤板前也要留有一定距離。一般為130~150毫米。也是為防止采煤機(jī)截割煤壁不齊，給推移輸送機(jī)留有一定距離。除此之外所有配套設(shè)備均要在頂梁掩護(hù)下工作。以此來(lái)計(jì)算頂梁長(zhǎng)度。 頂梁長(zhǎng)度的計(jì)算掩護(hù)式與支撐掩護(hù)式頂梁長(zhǎng)度的計(jì)算公式為頂梁長(zhǎng)度=(配套尺寸+底座長(zhǎng)度+AcosQ1)（GcosP1+300+e）+掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)之距式中： 底座長(zhǎng)度—底座前端至后連桿下鉸點(diǎn)之距；e—支架又高到低頂梁前端點(diǎn)最大變化距離；QP1—支架在最高位置時(shí)，分別為后連桿與掩護(hù)梁與水平面的夾角。采煤機(jī)選用MLS3170型；輸送機(jī)采用DGWD180型；配套尺寸為1972mm。底座長(zhǎng)度=2250mm，e=30mm，掩護(hù)梁與頂梁鉸點(diǎn)至頂梁后端點(diǎn)之距=100mm。其它參數(shù)可從上述中得：頂梁長(zhǎng)度=(1972+2250+1400cos60176。)（2400cos41+300+e）+100=2881綜上所述圓整得到頂梁長(zhǎng)度=3000mm. 頂梁寬度和底座寬度的確定—頂梁寬度。~。為提高橫向穩(wěn)定性減少對(duì)底板的比壓，~，底座中間安裝推移裝置的橫向?qū)挾?，與推移裝置的結(jié)構(gòu)和千斤頂缸徑有關(guān)，~。第六章 立柱的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核（專題） 立柱設(shè)計(jì)方案的確定 立柱的類型立柱按動(dòng)作方式分為單作用和雙作用立柱；按結(jié)構(gòu)分為活塞式和柱塞式立柱；按伸縮方式分為單伸縮和雙伸縮式立柱，如圖61所示。圖61 立柱類型a單作用活塞式；b單作用柱塞式；c雙作用活塞式；d、e、f雙伸縮式 立柱的工作原理1）單伸縮立柱的動(dòng)作原理單伸縮單作用活塞式或柱塞式立柱，靠液壓力伸柱，靠自重或彈簧力降柱。單伸縮雙作用活塞式立柱，靠液壓力伸柱和降柱。當(dāng)下腔進(jìn)液上腔回液時(shí)伸柱，反之為降柱。2）雙伸縮立柱的動(dòng)作原理雙伸縮立柱動(dòng)作原理如圖62所示當(dāng)高壓液進(jìn)入中缸下腔，上腔回液，使中缸伸起，如圖62a所示。當(dāng)中缸全部伸出后中缸下腔壓力增加，當(dāng)壓力增加至超過(guò)底閥彈簧調(diào)正壓力時(shí)，底閥打開(kāi)，高壓液進(jìn)入上柱下腔，上柱上腔液體經(jīng)中腔上部小孔排出，使上柱伸出，如圖62b所示。降柱時(shí)如圖62c、d所示。當(dāng)高壓液進(jìn)入中缸上腔，下腔回液，中缸下降；當(dāng)中缸降到底時(shí)，一方面底閥被缸底頂開(kāi)，另一方面中缸上孔正對(duì)立柱上部進(jìn)液孔，如圖62c所示。立柱上部進(jìn)液孔經(jīng)中缸小孔進(jìn)入上柱上腔，下腔液體經(jīng)底閥從立柱下部孔回液，上柱下降，如圖62d所示圖62 雙伸縮立柱動(dòng)作原理 立柱數(shù)的確定目前國(guó)內(nèi)液壓支撐式液壓支架立柱數(shù)一般為2～6根，常用為4根；掩護(hù)式液壓支架為2根；支撐掩護(hù)式液壓支架為4根。 立柱的結(jié)構(gòu)組成1． 缸體缸體是立柱的承壓部件。一般采用27SiMn無(wú)縫鋼管制成。缸體內(nèi)表面是活塞的密封表面，所以要求很高的加工精度，鄭州煤礦機(jī)械廠用粗﹑精鏜后在研磨，它的配合精度為—?；钊橇⒅年P(guān)鍵元件，對(duì)它的主要要求是保證密封性能良好，運(yùn)動(dòng)表面能承受外力的沖擊?；钊商自诨钪?，或直接焊接在活柱上，活塞與缸體內(nèi)徑的配合精度一般為,用鋼制作活塞時(shí)，可以在活塞上安裝導(dǎo)向環(huán)與缸體內(nèi)徑配合。導(dǎo)向環(huán)多用做塑料制品，也有用銅質(zhì)合金制成。在不承受橫向力或橫向力很小的情況下，可以用保護(hù)密封圈的尼龍當(dāng)圈兼做導(dǎo)向環(huán)。活塞靠密封圈密封，密封圈有O形﹑Y形﹑U形﹑V形﹑鼓形﹑蕾形等。鼓形密封圈是兩個(gè)夾布U型橡膠圈中間夾一塊橡膠壓制而成的整體實(shí)心密封圈，他和兩個(gè)L型防擠圈一起使用，~，可以不加擋圈。他可以用于各種活塞上的雙向密封。蕾形密封圈是一個(gè)U形夾布橡膠圈和唇內(nèi)夾橡膠壓制而成的單向?qū)嵭拿芊馊?。它適用于裝入各種液壓活塞頭和導(dǎo)向套上，為單向密封。，可以不加擋圈、活塞的軸向固定有三種形式：（1）用螺帽加防松螺釘固定。（2）用壓盤和螺釘壓緊。（3）用半圓環(huán)叫彈性擋圈固定，在活塞頭的環(huán)槽內(nèi)卡進(jìn)兩個(gè)半圓在用彈簧卡圈固定在半圓環(huán)的槽內(nèi)?；钪突钊麠U是立柱傳遞機(jī)械力的重要部件，它要能承受壓力和彎曲等載荷作用，必須磨和耐腐蝕，可用27SiMn無(wú)縫鋼管或45號(hào)鋼制成。活柱和活塞桿與導(dǎo)向套的配合精度為，外了防止在礦井條件下表面生銹和腐蝕，表面鍍，并要注意保護(hù)。防止外部硬傷。缸口是缸體與活柱和活塞桿接觸的部位，他裝有密封圈，導(dǎo)向套和缸蓋等主要部件。密封圈的作用和結(jié)構(gòu)如前所述。缸蓋和缸體相連，保證環(huán)形腔密封和承壓。導(dǎo)向套為活柱和活塞桿導(dǎo)向。導(dǎo)向套與活塞桿表面既要緊密接觸又要?jiǎng)幼黛`活，同時(shí)要承受活塞桿形成的橫向載荷。導(dǎo)向套的材料通常為聚甲醛和銅合金。導(dǎo)向套內(nèi)表面與活塞桿的配合精度一般采用，有時(shí)，為簡(jiǎn)化缸口結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向套和缸蓋合成一個(gè)部件。6缸體和缸蓋的連接方式（1） 螺紋連接（2） 固定鋼絲連接 固定鋼絲連接，在缸蓋和缸體見(jiàn)穿一鋼絲，這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 （3） 用鋼絲擋圈固定 液壓支架支護(hù)技術(shù)參數(shù)的確定 支護(hù)面積的確定Fc = bc( Lg +Δ) （61）式中:Fc支護(hù)面積，；bc頂梁寬度；Lg定量長(zhǎng)度；Δ移架后頂梁前端到煤壁的距離，一般取Δ=+e，m。 = Δ= 所以 Fc = （3＋）＝。 支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算可借助于表35。首先按表35根據(jù)基本頂級(jí)級(jí)別和直接頂類別確定支架類型，在根據(jù)基本頂級(jí)級(jí)別和采高確定支護(hù)強(qiáng)度。由于實(shí)際最大采高不一定正好和表35所列采高相同，所以要用插值法重新計(jì)算： （62）式中 ——支架最大采高Hm時(shí)支架支護(hù)強(qiáng)度。KN/：——在架型選擇表35中低于但與之相鄰的采高對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度。KN/ ——在在架型選擇表35高于但與之相鄰的采高對(duì)應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度。KN/ ——所對(duì)應(yīng)的采高 ——所對(duì)應(yīng)的采高查表代入式中（62）得出: 從而得出頂梁的支撐阻力為 F= Fc= = 立柱技術(shù)參數(shù)的確定立柱缸體內(nèi)徑計(jì)算公式： （63） 式中 —立柱缸體內(nèi)徑，cm；—支架承受的理論支護(hù)阻力，kN；—每架支架立柱數(shù)，掩護(hù)式液壓支架立柱數(shù)為2柱；—安全閥調(diào)整壓力，MPa，其中，YF1B型=40MP；YF2B 30~60 MPa；—立柱最大傾角( 176。)，(支架降到最低工作位置時(shí)，角最大)。將各數(shù)值代入公式63得立柱缸徑為：=表61 內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn) 單位：mm506380100110125140(145)160180200210220230250查表61，選取立柱缸體內(nèi)徑為=180mm。外缸內(nèi)徑/mm活塞外徑/mm工作阻力/KN額定工作壓力/MPa250240235250220210196020018517641801701372160150980140130784表62 立柱缸徑缸、活塞柱徑配合關(guān)系表查表62選取配合尺寸為：外缸內(nèi)徑180mm，活柱外徑170mm，工作阻力1372kN。 立柱的初承力和工作阻力的確定立柱初撐力按下式計(jì)算: （64）選用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的XRB2B型乳化液泵站，額定工作壓力為35MPa。取泵站額定工作壓力(MPa)減去從泵站到支架沿程壓力損失后的值為30 MPa，代入公式64= 安全閥壓力和立柱工作壓力的確定安全閥選用YF1B型調(diào)正壓力=40 MPa。立柱的工作阻力按下式計(jì)算： (65)將=180mm，=40 MPa代入式65得：=可見(jiàn)此安全閥是可行的。 立柱柱窩位置的確定（1） 立柱上柱窩位置的確定液壓支架立柱上柱窩位置的確定原則，從理論上分析，要使頂梁支撐力分布于頂板與載荷分布一致。但頂板載荷復(fù)雜，分布規(guī)律因支架頂梁與頂板的接觸情況而異。為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定頂梁與頂板均勻接觸，載荷沿頂梁長(zhǎng)度方向按線性規(guī)律變化，沿支架寬度方向均布。把支架的空間桿系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化成平面桿系結(jié)構(gòu)。同時(shí)為偏于安全，可以認(rèn)為頂梁前端載荷為零，載荷沿頂梁長(zhǎng)度方向向后越來(lái)越大呈三角形分布，并按集中載荷計(jì)算。所以，支架支撐力分布也為三角形，以此計(jì)算立柱上柱窩位置。此時(shí)認(rèn)為支架頂梁承受集中載荷在頂梁1/3處，取頂梁為分離體。對(duì)A點(diǎn)取矩： 頂梁受力分析 （66）式中： x－立柱上柱窩至頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)之距；－支架支護(hù)阻力；(KN),= q－支架最大支護(hù)強(qiáng)度；－支護(hù)面積；－頂梁長(zhǎng)度(不包括頂梁與掩護(hù)梁鉸點(diǎn)與頂梁后端之距)－支護(hù)工作阻力之和；－頂梁和掩護(hù)梁鉸點(diǎn)至頂梁頂面之距；－立柱上柱窩中心至頂梁頂面之距；－立柱在最高位置時(shí)的傾角。由前面的計(jì)算可知q=； =；=3m； =2=； =； = m； =代入得（取900mm）立柱全部伸長(zhǎng)時(shí)的長(zhǎng)度是2803mm；立柱全部縮回時(shí)的長(zhǎng)度是1770mm =式中： 單位缸行程。 活塞全部伸出時(shí)立柱的總長(zhǎng)度。 —活塞全部縮回立柱的總長(zhǎng)度。 －活塞的行程所以采用單伸縮雙作用液壓缸是可行的。（2）立柱下柱窩位置的確定立柱下柱窩位置的確定設(shè)為，要有利于移架 ，是底座前端比壓小。同時(shí)考慮柱前行人和支架的調(diào)高范圍以及下柱窩與前連桿下鉸點(diǎn)的距離，一般按支架在最低工作位置時(shí)，立柱最大傾角應(yīng)小于30來(lái)考慮。按幾何關(guān)系可列 。代入數(shù)據(jù)；11601273mm前后連桿下鉸點(diǎn)之距=立柱下鉸點(diǎn)距前連桿下鉸點(diǎn)之距=310mm取400mm式中；－支架最小高度； G－掩護(hù)梁長(zhǎng)度； A－后連桿長(zhǎng)度； －支架最低位置時(shí)，后連桿與水平面得夾角；－支架最低位置時(shí)，立柱傾角；－支架最低位置時(shí)，掩護(hù)梁與水平面的夾角。 平衡千斤頂技術(shù)參數(shù)的確定平衡千斤頂缸體內(nèi)徑的計(jì)算： (67） 式中：—平衡千斤頂?shù)耐屏?88KN —平衡千斤頂?shù)睦?95KN —根據(jù)上述=40MP代入公式（67）得： = =表（6—3） 千斤頂內(nèi)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)表缸徑/mm160140125100806350桿徑/mm14010085100857070635045454032泵壓/Mpa推力/KN6374903922451579863拉力/KN150038244523430428412715798108485840推薦材料/mm缸192221682